vitamina a = retinol - ucm2. diferenciación celular: modulador nuclear de la expresión genética...
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https://www.ucm.es/nutricioncarbajal/ 10/02/2020
A. Carbajal. Dpto Nutrición. UCM 1
Vitamina A = retinolAntixeroftálmica
Axeroftol [xerós (gr): Seco y ophthalmos: ojo]Equivalentes de retinol = retinol + carotenos provitamina A
1915. Se descubre el retinol aislado de la retina1928. Se descubren los carotenos
2ª malnutrición más importante en el mundo, tras la de proteínaPapel en la visión
Regula la expresión génica (nutrigenómica) de factores relacionados con la diferenciación y crecimiento celular
Provitamina (B-caroteno): nutriente y no nutriente
Ángeles Carbajal [email protected]
https://www.ucm.es/nutricioncarbajal/ - https://www.ucm.es/innovadieta/
Source: World Health Organization, 2009
http://www.childinfo.org/vitamina.html
Global prevalence of Vitamin A deficiency (VAD)33% (190 million) of pre-school children (se quedan ciegos y pueden morir por una infección).15 % (19 million) pregnant women.5.2 million pre-school-age suffer from clinical VAD.The highest prevalence and numbers are found among countries of sub-Saharan Africa and South East Asia (>40 % of pre-school age children are estimated to be VAD).Recent WHO estimates indicate that vitamin A deficiency is a clinical problem in 45 countries, and a sub-clinical problem in 122 countries.
Deficiencia de vitamina A. 2ª malnutrición más importante en el mundo
Ángeles Carbajal Azcona. Dpto de Nutrición y Ciencia de los Alimentos. Fac. Farmacia. Universidad Complutense de Madrid. https://www.ucm.es/nutricioncarbajal
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A. Carbajal. Dpto Nutrición. UCM 2
http://highered.mheducation.com/sites/0072287845/student_view0/chapter9/chapter_summary.html
Vitamin A consists of a family of retinoid compounds: retinal, retinol, and retinoic
acid. A plant derivative known as beta-carotene, along with some other
carotenoids, yields vitamin A after metabolism by the intestine or liver. Vitamin A
contributes to the maintenance of vision, the proper development of cells
(especially mucus-forming cells), and immune function. Vitamin A is found in foods
of animal origin, such as liver, fish oils, and fortified milk. Carotenoids are obtained
from plants and are especially plentiful in dark green and orange vegetables and in
some fruits. These likely contribute to protection from oxidizing agents for the body.
Americans at risk for poor vitamin A status are people exhibiting limited fat
absorption and alcoholics. Vitamin A can be quite toxic when taken at 3 times or
more the RDA, but only with preformed vitamin A. Use is especially dangerous
during pregnancy because it can lead to fetal malformations.
Vitamina A
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Carotenos retinol Pared intestinal 20% en hígado
≈ 50% del caroteno NO se transforma en retinol (antioxidante)La [caroteno] que se transforma en retinol: regulada por el status en vitamina A
Vitamina A – Retinol (axeroftol o anti-xerolftálmica)
Retinoides(animal, espinacas) (esteres de retinil)
Pro-vitamina A - Carotenoides(pigmentos vegetales, hígado, leche)
Sólo 40 en una dieta mixta< 10 son provitamina A
ß-CarotenoAbsorción: 20-60%
RetinolAbsorción: 70-90%
Retinol(Reproducción)—CH2OH
Retinal(Visión)—CHO
Ácido Retinoico(Regulador crecimiento)
—COOH
> 500 — 600
α-ß-caroteno [15-20%] + activoϒ-Criptoxantina
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A. Carbajal. Dpto Nutrición. UCM 3
-cryptoxanthine (3-hydroxy--carotene)
-carotene
-carotene
-carotene
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
H3C CH3
H3C OH
H3C CH3
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
H3C CH3
CH3H3C
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
H3C CH3
H3C
H3C CH3
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
H3C CH3
H3C
H3C CH3
H3C
CH3
CH2OH
CH3 CH3CH3CH3
retinol
Vitamina A
Provitamina A
El B-caroteno, ¿es un nutriente?
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Retinol o Vitamina A
Provitamina A:Carotenos Retinol
Carotenos (antioxidantes)
Nutriente
Bioactivo
Vitamina A: equivalentes de retinol
Dieta prudente, nutrición óptima.Prevención enfermedad crónica.
≈40%
≈60%
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A. Carbajal. Dpto Nutrición. UCM 4
Actividad vitamínica:Eq. Retinol = 1 μg retinol
12 μg de β-caroteno24 μg resto carotenoides pro-vit A
(IOM, 2001)
Baja absorción de carotenosBaja actividad de caroteno-dioxigenasa intestinalHidrólisis asimétrica de caroteno
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(no nutriente)
(no nutriente)
(no nutriente)
Nutriente (Pro-Vitamina A)
Nutriente (Pro-Vitamina A)
Car
ote
no
sX
anto
fila
s
Carotenoides mayoritarios en suero
Beta-carotenoAlfa-caroteno
Licopeno
Criptoxantina
Luteína
Zeaxantina
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A. Carbajal. Dpto Nutrición. UCM 5
Vitamina A• Retinoides: Absorción (80-90%) por transporte activo,
en presencia de grasa y bilis y previa solubilización en micelas. Unidos a quilomicrones circulan por la linfa hasta la sangre donde son transportados por la RBP. Se almacenan en el hígado (90%).
• Carotenos: se absorben (50-60%) por difusión pasiva. La biodisponibilidad mejora sensiblemente tras el cocinado y la combinación con otros alimentos (aceite, cebolla, ..).
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Digesting and Absorbing Vitamins
Dr McMahon, The Biology of Nutrition, Miramar College
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A. Carbajal. Dpto Nutrición. UCM 6
Retinol esters → hydrolysis by
pancreatic enzymes to retinol.
-caroten is cleaved to retinal by -
carotene 15,15´ dioxygenase (cofactors
iron and bile salts).
Intestinal cells → esterification of retinol
→ transported in chylomicrons.
Remnants of chylomicrons → liver→
esterification (if the concentration exceeds
100 mg, esters are stored ).
Transport of retinol to target organs
tightly bound to retinol-binding protein,
RBP.
Vit. A transport and metabolism
• RetinolProteína transportadoraRBP = Retinol Binding ProteinTambién Prealbúmina
Síntesis hepática de la proteína transportadora:Depende de aminoácidos y cincDeficiencia de proteínas y Zn deficiencia funcional de vitamina A(Malnutrición proteico-energética)
• Beta-carotenoTransportado principalmente en LDL
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A. Carbajal. Dpto Nutrición. UCM 7
Esencial en (su deficiencia afecta a):- Visión- Diferenciación celular (desarrollo y
mantenimiento del tejido epitelial)- Desarrollo embrionario y crecimiento fetal- Estructura y función de membranas- Crecimiento, reproducción- Sistema inmune
Vitamina A - Funciones4 papeles metabólicos:
1. Visión: Como grupo prostético de los pigmentos visuales (interconversión entre dos isómeros)
2. Diferenciación celular: Modulador nuclear de la expresión genética (nutrigenómica): unión a receptores nucleares modulando la síntesis de proteínas específicas
3. En la acilación de proteínas4. Transportador de unidades manosil en síntesis deglucoproteínas de membrana implicadas:
• Adhesión celular• Interacción con hormonas y• Comunicación intercelular
retinoic acid receptor (RAR) (1987)retinoid X receptor (RXR) (1990)
Formas activas:• Retinal• Ác. retinoico
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Vitamin A and the Visual Cycle
Copyright 2012, John Wiley & Sons Canada, Ltd.
1. Light strikes the visual pigment rhodopsin, which is formed by combining retinal with the protein opsin.
2. The retinal molecule changes from a bent (cis) to a straight (trans) configuration.
3. A nerve signal is sent to the brain, telling us that there is light, and retinal is released from opsin.
4. Some retinal is lost from the cycle.5. Some retinal returns to its original cis
configuration and binds opsin to begin the cycle again.
6. When vitamin A status is normal, vitamin A from the blood replaces any retinal lost from the cycle.
7. When vitamin A is deficient, little vitamin A is available in the blood, and the regeneration of rhodopsin is delayed. Until it is reformed, light cannot be perceived.
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A. Carbajal. Dpto Nutrición. UCM 8
Vitamin A and Gene Expression
Copyright 2012, John Wiley & Sons Canada, Ltd.
Two families of retinoid nuclear receptors:RAR (retinoic acid receptor, 1987) bind all-trans-retinoic acid and 9-cis-retinoic acidRXR (retinoic X receptor, 1990) bind 9-cis-retinoic acid
RARRXR
Vídeos del Mooc de la Universidad de Wageningen (Holanda)
Nutrition and Health: Micronutrients and Malnutritionhttps://courses.edx.org/courses/course-v1:WageningenX+NUTR102x+2T2017/course/
Metabolism of (pro) vitamin Ahttps://youtu.be/4609AIQzcYw
Vitamin A in visionhttps://youtu.be/yWqzXva_p-4
Regulation of gene expression by vitamin A
https://youtu.be/XrxQqA029hU
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Si falta: ceguera nocturna (Nictalopía)
Retinal(componente de los
pigmentos fotosensibles)
Vitamina A - Funciones
• Visión 1. Formación de pigmentos para la retina:• Visión de formas y colores (Yodopsina)• Adaptación a la oscuridad (Rodopsina)
2. Mantiene la integridad de la membrana ocular
Si falta: Xerolftalmia ceguera total
Estado de sequedad, rugosidad y falta de brillo en la conjuntiva
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http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/vitamins/vitaminad.html
Cartel de prevención de la ceguera nocturna difundido por el ejército norteamericano durante la Segunda
Guerra Mundial.Fotografía procedente de U.S.National Archives and
Record Administration
Sellos de Bangladesh emitidos en 1976 para difundir la necesidad de alimentos ricos en vitamina A para prevenir la ceguera.
Carencia de vitamina A:• Causa + importante de ceguera evitable en el mundo• 1ª causa de ceguera infantil• 2/3 fallecen por mayor susceptibilidad a infecciones
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CataractsPrevents cataracts
The lens of the eye becomes cloudy, impairs vision.
From the Latin word catracta, meaning “waterfall”, as your vision isas if you are looking through one.
Vitamins C and E lutein and zeaxanthin lower cataract risk.
Dr McMahon, The Biology of Nutrition, Miramar College
Macular DegenerationPrevents macular degeneration Involves the destruction of the macula lutea in center of retina where most of the cones (for color vision) reside.
Protect with Vitamins C, E, beta-carotene, zinc and copperDr McMahon, The Biology of Nutrition, Miramar College
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Vitamina A - Funciones
Mantiene la salud de las mucosas Alteración de las mucosas
• Diferenciación celular del tejido epitelial
Tejido respiratorio, digestivo, urinario, piel, ojo, …..Si falta (las células epiteliales no pueden secretar moco): queratinización (endurecimiento, sequedad, …)• Xeroftalmia (y ceguera total) (conjuntiva y cornea),• Alteraciones cutáneas,• Bronconeumonía, infecciones, .. (y eventualmente muerte)• (Metaplasia y cáncer de pulmón, piel, ...)
Junto con: • Ác. Fólico• Vitamina D, ...
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Ingestas recomendadas (IR)
https://www.ucm.es/data/cont/docs/458-2016-07-02-IR-tablas-Moreiras-col-2016-web.pdf
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A. Carbajal. Dpto Nutrición. UCM 12
Vitaminas: márgenes de seguridad
Másriesgo
(+)
Menos(-)
AD Carotenos - poco tóxicos
(coloración de la piel)
KB9
EB1, B2, B5, B8, B12C
> 100 veces IR
50-100 veces IRK1 - poco tóxicaK2 - más tóxica
10 veces IR
B6Niacina 50 veces IR
Cuidado con megadosis
Ingesta Máxima Tolerable [Tolerable Upper Intake Levels (UL)]Adultos de 19 a 70 años (IOM, 2000)
Nutriente UL/día
Vitamina A 3000 g
Carotenoides
Vitamina D 50 g (2000 UI)
Vitamina E (a) (b) 1000 mg
Vitamina K
Vitamina B1
Vitamina B2
Vitamina B6 100 mg
Niacina (a) 35 mg
Folato de alimentos
Ác. fólico sintético (a) 1000 g
Vitamina B12
Biotina
Colina 3,5 g
Ácido pantoténico
Vitamina C 2000 mg
No hay información suficiente para establecer de momento UL para estos nutrientes. En estos casos, la ingesta de cantidades superiores a las recomendadas debe hacerse con mayor precaución.(a)UL para vitamina E, niacina y folato se aplica a las formas sintéticas obtenidas a partir de suplementos, alimentos fortificados o a ambos.(b)Como alfa-tocoferol: se aplica a cualquier suplemento de alfa-tocoferol.
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© 2008 Thomson - Wadsworth
Carotinemia
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Teratogénesis (>3 * IR)Aborto espontáneoMalformaciones en el embrión en el primer trimestre:
– Corazón– Esqueleto– SNC– Defectos en retina y nervio óptico– Estructuras cráneo-faciales
• Causas:– Tratamiento farmacológico con retinoides– Suplementos vitamínicos o alimentos enriquecidos sin control
Vitamina A - Exceso
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Beta-caroteno
12.000 Zanahorias
6.000 Espinacas
2.000 Melón
1.500 Albaricoque
1.000 Lechuga
500 Espárragos
600 Tomates
20 Leche
Retinol
14.600 Hígado
1.200 Anguila
750 Mantequilla
450 Atún
250 Quesos
150 Huevos
40 Leche
Fuentes alimentarias (µg/100 g parte comestible) (Moreiras y col., 2015)
Alimentos fortificados (leche, margarina, cereales)
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A. Carbajal. Dpto Nutrición. UCM 14
Ingesta de vitamina A en España (ENNA-3, 1991)
Retinol 60% carnes21% lácteos
B-caroteno 73% hortalizas22% frutas
μg/día %IR
Eq. Retinol 1.117 142
Retinol 686 -
B-caroteno 2.399 -
IR: 800 – 1.000 mcg/día
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Omenn GS. Chemoprevention of lung cancers: lessons from CARET, the beta-carotene and retinol efficacy trial, and prospects for the future. Eur J Cancer Prev. 2007 Jun;16(3):184-91.
Abstract. The objective of this paper was to review the strategies for lung cancer chemoprevention. A retrospective assessment of the major findings from the most informative lung cancer chemoprevention clinical trials [alpha-tocopherol (vitamin E), beta-carotene trial (ATBC) and beta-carotene and retinol efficacy trial (CARET)] was employed.
Both trials and many others showed no benefit from what was once the prime candidate for lung cancer chemoprevention, beta-carotene. Furthermore, both trials found that beta-carotene, alone or in combination with vitamin E or retinyl palmitate, increased the incidence of lung cancers and the total and cardiovascular mortality rates. In conclusion, design, conduct, documentation, relationships with participants, and
preparedness for unexpected findings are all important for chemoprevention research. Trials are necessary to test inferences from observational epidemiology and animal models. Multiple classes of promising agents are available for evaluation and for eventual randomized trials.
alpha-tocopherol (vitamin E), beta-carotene trial (ATBC)Beta-carotene and retinol efficacy trial (CARET)
(30 mg B-caroteno y 25000 UI retinol cáncer pulmón, ECV, mortalidad total)(fumadores y trabajadores expuestos a amianto)
1983 1989 1996 (se paró adm. suplem.) 2001
Cuidado con suplementos de antioxidantes
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A. Carbajal. Dpto Nutrición. UCM 15
Ingesta media de carotenoides en población española
3.500 (3.000 – 4.300) mcg/díaAportada por 9 hortalizas y 5 frutas
Aprox. la mitad de los ingeridos corresponde a carotenoides con actividad provitamínica-A
Los carotenoides ingeridos en mayor proporción:-caroteno (1.000 mcg/día) yLicopeno (1.300 mcg/día)(Begoña Olmedilla)
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Olmedilla y col., 1996
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